茶树信号转导、光合作用和代谢途径对草铵膦的转录应答

草铵膦是一种叶用型和非选择性除草剂,在茶园喷施草铵膦除草时可能会对茶树造成非生物胁迫.为探究茶树在转录水平对草铵膦胁迫的响应,将草铵膦溶液均匀喷施于茶树叶片,分别在草铵膦处理前(0 d)和处理后(0.5、1、5和10 d)采集茶树嫩叶,用于转录组测序.结果显示,以未经草铵膦处理的样品为对照,草铵膦处理0.5、1、5和10 d后的样品分别有1 384、2 020、4 719和3 417个差异表达基因,包括6 982个上调基因、4 558个下调基因.KEGG富集分析表明,草铵膦处理后样品的差异表达基因主要富集在环境信息处理、光合作用、儿茶素代谢和氨基酸代谢这4类相关途径上.谷氨酰胺合成酶(GS)为草铵膦的靶标作用酶,本研究中鉴定到的4个GS基因不仅在表达量方面有较大差异,且在草铵膦胁迫处理后呈现不同的变化趋势,其中表达量较低(9.72≤FPKM≤89.17)的GSII-1.1和GSII-1.2在草铵膦胁迫后分别上调了2.7和2.6倍,而表达量较高(69.36≤FPKM≤1490.15)的GSII-1.3和GSII-2则在草铵膦胁迫后则分别下调了3.0和10.0倍.综上所述,草铵膦处理显著影响了茶树中信号转导、光合作用和代谢相关基因的转录水平,GS是草铵膦处理后影响茶树代谢的关键基因.